Началось все с того, что волею случая я оказался владельцем текстового ЖК экрана BTHQ 22005VSS (2 строки по 20 знаков в каждой) и платы электронных часов DS1302. По правде говоря, в «Ардуиностроении» я делаю первые шаги, по этому, в приобретении данных деталей решающую роль сыграла демократичная цена и возможность быстрой доставки. Ведь, зачастую ждать, когда «девайс» прибудет из Поднебесной, обогнув почти «пол мира» некогда, да и просто не хочется.
Почему именно часы? В то время, когда вокруг продается масса разнообразных часов, цена самых простых из которых сравнима с пакетом сока. А дело все в том, что зачастую необходимо не просто знать точное время (и дату, что тоже иногда нужно) но еще и оперировать этим временем. Например - вести логи изменения температуры (влажности, давления, освещенности и т.п.) с указанием точного времени, когда эти изменения произошли. Вот тут-то ARDUINO оснащенный часами и окажет замечательную услугу. Да и кроме того, приятно, когда прибор ко всему прочему показывает еще и время. Ведь, даже работая на персональном компьютере мы изредка, да поглядываем в правый нижний угол, а вдруг уже пора на обед, или наступил конец рабочего дня, а может быть уже скоро рассвет?
Сердцем данного проекта послужил ARDUINO UNO, приобрести который довольно просто - это, конечно, если хочется купить что-то качественное и быстро. Можно, конечно найти и дешевле, но опять-же ждать, а ждать не хотелось. «Ардуинка» бодро моргала светодиодиком, выполняла все, что от неё требовалось давая простенькие сообщения через последовательный порт, в общем радовала. Но вернемся к часам. Проблемы начались, как всегда, неожиданно. Толковых статей и всего остального ни на экранчик, ни на часы «слёту» найти не удалось. На другие экраны - есть, на другие часы - сколько угодно, а вот на то, что в руках - почти ничего. Но, когда нет ничего - «почти» это тоже очень много.
Начнем с экрана. BTHQ 22005VSS оказался банальным ЖК экраном 20х2 (т.е. имеет 2 строки по 20 символов в каждой) вместо него вполне можно использовать, например экран - правда в нем «всего» 16 символов в каждой из строк, но для большинства проектов этого более, чем достаточно. Данный экран имеет 16-пиновый разъем, правда не однорядный, а двухрядный (2х8), если держать устройство экраном от себя, а разъемом справа, то первый пин будет нижним левым, второй нижним правым, третий над первым, четвертый над вторым, и т.д. Верхний левый (15) будет анод, верхний правый (16) - катод. Если есть знания английского и любознательность - можно почитать техническое описание . Если первого крайне мало, а любознательность гораздо слабее желания поэкспериментировать - вот, как подключал я:
| Контакт экрана | Контакт Ардуино | Примечание |
| 1 | GND | Это «минус», или «земля». |
| 2 | +5V | |
| 3 | GND | Если нужны яркие знаки. |
| 4 | 4 | |
| 5 | GND | Если только «писать». |
| 6 | 5 | |
| 7 | -- | Не использовал |
| 8 | -- | Не использовал |
| 9 | -- | Не использовал |
| 10 | -- | Не использовал |
| 11 | 10 | |
| 12 | 11 | |
| 13 | 12 | |
| 14 | 13 | |
| А(15) | +5V | Я подключил через резистор 500 Ом |
| К(16) | GND |
В некоторых источниках «распиновка» со стороны Ардуино отличается, но ведь мне было удобнее так. Подключение часов также не вызвало проблем:
| Часы DS1302 | Ардуино | Примечание |
| VCC | +5V | |
| GND | GND | Тут я подключал через резистор 10кОм. |
| CLK | 0 | Не путать с GND!!! Контакт также называется SCLK |
| DAT | 1 | Контакт также называется IO |
| RST | 3 | Контакт также называется СЕ |
Подключать можно проводками, шлейфом, лично я собрал на макетной плате.
Проблемы начались, когда был загружен демоскетч и часы заработали. Правда показали они 2165 год, 45 месяц, 85 неделю... Наверное это по «уранскому» или «нептунскому» календарю… Но жить мне на Земле, а на Уран с Нептуном я пока не собираюсь. В общем надо что-то делать. Пайка в цепь GND->GND резистора 10кОм не помогла. Проблема оказалась в некорректной библиотеке. Сразу скажу, что корректную библиотеку можно взять . Это для часов. Экранчик успешно пользуется библиотекой из стандартного набора, которая зовется LiquidCrystal.h .
Проблема №2. Часы при каждом запуске начинают отсчет с того времени, которое «прошито» в программе. Есть сложное решение этой проблемы. Создать хеш, записать его в память часов, потом, при запуске считать его оттуда, сравнить… В общем для новичка в «Ардуиностроении» как то сложновато. Как оказалось есть и простое решение. точнее очень простое. А именно - прошить 2 раза. Первый раз - прошить с установкой даты и времени, второй раз прошить, предварительно «закомментировав» (поставив знак // в самом начале строки) строки с установкой этой самой даты.
Собственно говоря скетч:
|
// DS1302_LCD (C)2010 Henning Karlsen // web: http://www.henningkarlsen.com/electronics // A quick demo of how to use my DS1302-library to make a quick // clock using a DS1302 and a 20x2 LCD. // Соответствие пинов часов и экрана пинпм Ардуино. // DS1302: CE pin -> Arduino Digital 3 // I/O pin -> Arduino Digital 1 // SCLK pin -> Arduino Digital 0 // LCD: DB7 -> Arduino Digital 13 // DB6 -> Arduino Digital 12 // DB5 -> Arduino Digital 11 // DB4 -> Arduino Digital 10 // E -> Arduino Digital 5 // RS -> Arduino Digital 4 #include // Инициализация пинов часов void setup() // Запуск экрана с указанием количества символов и строк // Три нижние строчки в первый раз раскомментированы, в них указываем текущую дату и время. Второй раз - закомментруем. void loop() // Display abbreviated Day-of-Week in the lower left corner // Display date in the lower right corner // Wait one second before repeating |
В данной статье рассматривается пример создания часов рального времени. На индикатор будет выводиться точное время, а двоеточие на нем будет моргать раз в секунду. Точное время будет автоматически устанавливаться во вермя компиляции прошивки.
Описание компонентов
Часы реального времени
Мы используем модуль с часами реального времени от Seeed Studio. Они построены на базе микросхемы DS1307 от Maxim Integrated. Из элементов обвязки она требует три резистора, часовой кварц и батарейку, которые уже имеются на данном модуле. Модуль обладает следующими свойствами:
Подсчет времени (секунды, минуты, часы), даты (год, месяц, число), дня недели
Двухпроводной интерфейс I²C
Суть часов реального времени в том, что при наличии батарейки, они могут идти даже если основное устройство обесточено. Мы с такими часами сталкиваемся постоянно в ноутбуках или цифровых фотоаппаратах. Если достать из этих устройств аккумулятор, а через некоторое время вернуть их обратно, то время не сбросится. В этом заслуга часов реального времени, Real Time Clock (RTC).
Все необходимые библиотеки можно скачать с официального сайта .
Индикатор
Мы используем четырёхразрядный индикатор от Seeed Studio. Основное в индикаторе - микросхема TM1637, представляющая собой драйвер для отдельных 7-сегментных разрядов. В данном модуле используется 4 разряда. Модуль обладает следующими свойствами:
8 градаций яркости
Двухпроводной интерфейс работы (CLK, DIO)
Данный модуль мы используем для показа времени: часов и минут. Удобство модуля в том, что подключается он всего по двум проводам и не требует программной реализации динамической индикации, поскольку все уже реализовано внутри модуля.
Динамическая индикация - это процесс, при котором индикаторы в нашем модуле загораются последовательно. Но мерцания мы не видим, поскольку человеческой глаз обладает большой инертностью. Данный метод позволяет очень хорошо экономить количество соединений между индикаторами и контроллером:
Статическая индикация: 4 цифры × 7 сегментов = 28 соединений.
Динамическая индикация: 7 сегментов + 4 общих анода или катода = 11 соединений.
Микросхема TM1637: 2 соединения.
Выгода очевидна.
Подключение
Модуль часов реального времени необходимо подключить к выводам SCL/SDA, относящимся к шине I²C. Также необходимо подключить линии питания (Vcc) и земли (GND).
Линии SDA/SCL имеют собственные отдельные пины на Arduino, однако внутри они так или иначе подключены к пинам общего назначения. Если рассмотреть Arduino Uno, линии SDA соответствует пин A4, а SCL - A5.
В комплекте с модулем поставляется шлейф с мама-контактами, которые удобнее подключать к Troyka Shield. Однако отдельные пины SDA и SCL на ней не выведены, поэтому мы осуществили подключение прямо через пины A5 и A4.
В плане подключения индикатора - все гораздо проще. Выводы CLK и DIO можно подключить к любым цифровым выводам. В данном случае используются 12-й и 11-й выводы соответственно.
Написание прошивки
Функция setup должна инициализировать часы реального времени и индикатор, а также записывать время компиляции во внутреннюю память часов реального времени. Все действие, а точнее, чтение времени из RTC и вывод его на индикатор, будет производиться в функции loop .
Код для этого выглядит следующим образом:
rtc.ino #includeТеперь загружаем этот код в среду разработки, компилируем и заливаем. Смотрим на дисплей - бинго! Время на дисплее - время компиляции.
Объяснение функции getInt
Для начала необходимо понять, откуда же в массиве compileTime появляется время. Оно появляется в этой строчке:
unsigned char compileTime = __TIME__;
Компилятор вместо __TIME__ подставляет строку, содержащую время компиляции в виде __TIME__ = "hh:mm:ss" , где hh - часы, mm - минуты, ss - секунды.
Вернемся к коду, который необходимо объяснить:
char getInt(const char * string, int startIndex) { return int (string[ startIndex] - "0" ) * 10 + int (string[ startIndex+ 1 ] ) - "0" ; }В массиве string , передаваемом в качестве параметра в функцию getInt , мы получаем символ с индексом startIndex и следующий за ним, чтобы в итоге получить двухзначное целое число. Однако, изначально это не число, а пара символов . Чтобы получить число по символу, нам необходимо вычесть из этого символа символ нуля ("0 "): ведь в таблице ASCII все символы цифр идут одна за другой, начиная с символа нуля. Поэтому код int(string) - "0") , дословно, делает следующее: «Берем символ номер startIndex , вычитаем из него символ нуля и переводим в целочисленный тип».
Проблемы
Да, этот код рабочий, и часы будут идти. Однако, если отключить питание, а через несколько минут включить, то после включения время время вновь станет тем, которое было при компиляции.
Это происходит потому что после включения питания, вновь исполняется код, находящийся в функции setup . А он записывает в часы реального времени старое значение времени.
Чтобы этого избежать, нам необходимо еще чуть-чуть модифицировать код. Каждый раз в функции setup будет происходить подсчет «хэша» времени компиляции - будет рассчитываться количество секунд, прошедшее с 00:00:00 до времени компиляции. И этот хэш будет сравниваться с хэшем в EEPROM. Напомним EEPROM - память, которая не обнуляется при отключении питания.
Если значения посчитанного и сохранённого ранее хэша совпадают, то это значит, что перезаписывать время в модуль часов нет необходимости: это уже было сделано. А вот если эта проверка не проходит, то происходит перезапись времени в RTC.
Для записи/чтения числа типа unsigned int в/из EEPROM написаны две дополнительные функции EEPROMWriteInt и EEPROMReadInt . Они добавлены потому что функции EEPROM.read и EEPROM.write могуть читать и писать только данные типа char .
rtc-eeprom.ino #includeЗаключение
В данной статье был показан пример работы с микросхемой часов реального времени RTC DS1307 и микросхемой-драйвером индикатора TM1637, также мы научились получать дату и время на этапе компиляции. Теперь, если выставить нужное время на часах, а потом отключить питание хоть на несколько часов, то после включения время вновь будет точным. Проверено!
Понадобилось как-то сделать большие настенные часы с автоматической яркостью.
Такие часы отлично подойдут для больших помещений, например холл офиса или большая квартира.
Сделать такие большие настенные часы не представляет серьёзных сложностей при помощи данной инструкции.
Для оценки размера часов можно принять тот факт, что один сегмент часов будет размером с бумагу формата А4, что позволит легко использовать рамки для фотографий соответствующего размера.
Шаг 1. Составные части больших настенных часов.
Провода, припой, паяльник, лента светодиодная
Arduino Nano
DC-DC преобразователь LM2596
4 метра светодиодной ленты WS2811
датчик света
часы реального времени DS3231
микропереключатели
Что я использовал для этого проекта:
Шаг 8. Программируем часы.
Немного повозившись, мне удалось получить часы, полностью удовлетворяющие моим потребностям. Я уверен что вам удастся сделать лучше моего.
Код хорошо прокоментирован и вам не составит труда в нём разобраться, сообщения отладки так-же прокоментированы очень хорошо.
Если вам нужно поменять используемый цвет настенных часов вам необходимо поменять переменную на строчке 22 (int ledColor = 0x0000FF; // Color used (in hex) ). Вы можете найти список цветов и их коды в hex на странице: https://github.com/FastLED/FastLED/wiki/Pixel-refe…
Если у вас возникли проблемы при загрузке, используйте зеркало:http://bit.ly/1Qjtgg0
Мой итоговый скетч можно скачать .
Шаг 9. Делаем цифры используя полистирол.
Основание резака
Рабочий орган резака
Общий вид резака
Результат работы резака
Разрежьте каждый сегмент в шаблоне, напечатаетанного в начале.
Полистирол можно разрезать острым ножом, что довольно трудно, либо нехитрым приспособлением из нихромовой проволоки или гитарной струны и нескольких отрезков ОСБ-плиты.
Вы можете видеть, как это сделал я в изображениях выше.
Для того, чтобы запитать резак я использовал 12v блок питания.
В результате отрезаний должны получиться четыре сегмента для больших часов, один из которых показан на фото.
Шаг 10. Приклеиваем цифры и закрываем всё рассеивателем. Итоговые большие настенные часы.
Свечение днем
Свечение ночью
После вырезания всех четырех цифр и точек настенных часов приклеиваем их всех на картон вместе со светодиодными лентами (для упрощения процесса я использовал двустороннюю клейкую ленту)
Для того, чтобы рассеять жесткий светодиодный свет я использовал два листа бумаги поверх полистироловых цифр. Для удобства и эстетичности я использовал бумагу размера А2, сложенную вдвое.
После завершения всех этих шагов я поместил получившуюся сборку больших настенных часов в соответствующую им большую фоторамку.
Эти часы получились очень эффектными и притягивающими взгляд. Я думаю что такие большие настенные часы отлично украсят множество помещений.
Вконтакте
Во многих проектах Ардуино требуется отслеживать и фиксировать время наступления тех или иных событий. Модуль часов реального времени, оснащенный дополнительной батарей, позволяет хранить текущую дату, не завися от наличия питания на самом устройстве. В этой статье мы поговорим о наиболее часто встречающихся модулях RTC DS1307, DS1302, DS3231, которые можно использовать с платой Arduino.
Модуль часов представляет собой небольшую плату, содержащей, как правило, одну из микросхем DS1307, DS1302, DS3231.Кроме этого, на плате практически можно найти механизм установки батарейки питания. Такие платы часто применяется для учета времени, даты, дня недели и других хронометрических параметров. Модули работают от автономного питания – батареек, аккумуляторов, и продолжают проводить отсчет, даже если на Ардуино отключилось питание. Наиболее распространенными моделями часов являются DS1302, DS1307, DS3231. Они основаны на подключаемом к Arduino модуле RTC (часы реального времени).
Часы ведут отсчет в единицах, которые удобны обычному человеку – минуты, часы, дни недели и другие, в отличие от обычных счетчиков и тактовых генераторов, которые считывают «тики». В Ардуино имеется специальная функция millis(), которая также может считывать различные временные интервалы. Но основным недостатком этой функции является сбрасывание в ноль при включении таймера. С ее помощью можно считать только время, установить дату или день недели невозможно. Для решения этой проблемы и используются модули часов реального времени.
Электронная схема включает в себя микросхему, источник питания, кварцевый резонатор и резисторы. Кварцевый резонатор работает на частоте 32768 Гц, которая является удобной для обычного двоичного счетчика. В схеме DS3231 имеется встроенный кварц и термостабилизация, которые позволяют получить значения высокой точности.
Сравнение популярных модулей RTC DS1302, DS1307, DS3231
В этой таблице мы привели список наиболее популярных модулей и их основные характеристики.
| Название | Частота | Точность | Поддерживаемые протоколы |
| DS1307 | 1 Гц, 4.096 кГц, 8.192 кГц, 32.768 кГц | Зависит от кварца – обычно значение достигает 2,5 секунды в сутки, добиться точности выше 1 секунды в сутки невозможно. Также точность зависит от температуры. | I2C |
| DS1302 | 32.768 кГц | 5 секунд в сутки | I2C, SPI |
| DS3231 | Два выхода – первый на 32.768 кГц, второй – программируемый от 1 Гц до 8.192 кГц | ±2 ppm при температурах от 0С до 40С.
±3,5 ppm при температурах от -40С до 85С. Точность измерения температуры – ±3С |
I2C |
Модуль DS1307
DS1307 – это модуль, который используется для отсчета времени. Он собран на основе микросхемы DS1307ZN, питание поступает от литиевой батарейки для реализации автономной работы в течение длительного промежутка времени. Батарея на плате крепится на обратной стороне. На модуле имеется микросхема AT24C32 – это энергонезависимая память EEPROM на 32 Кбайт. Обе микросхемы связаны между собой шиной I2C. DS1307 обладает низким энергопотреблением и содержит часы и календарь по 2100 год.
Модуль обладает следующими параметрами:
- Питание – 5В;
- Диапазон рабочих температур от -40С до 85С;
- 56 байт памяти;
- Литиевая батарейка LIR2032;
- Реализует 12-ти и 24-х часовые режимы;
- Поддержка интерфейса I2C.
Модуль оправдано использовать в случаях, когда данные считываются довольно редко, с интервалом в неделю и более. Это позволяет экономить на питании, так как при бесперебойном использовании придется больше тратить напряжения, даже при наличии батарейки. Наличие памяти позволяет регистрировать различные параметры (например, измерение температуры) и считывать полученную информацию из модуля.
Взаимодействие с другими устройствами и обмен с ними информацией производится с помощью интерфейса I2C с контактов SCL и SDA. В схеме установлены резисторы, которые позволяют обеспечивать необходимый уровень сигнала. Также на плате имеется специальное место для крепления датчика температуры DS18B20.Контакты распределены в 2 группы, шаг 2,54 мм. В первой группе контактов находятся следующие выводы:
- DS – вывод для датчика DS18B20;
- SCL – линия тактирования;
- SDA – линия данных;
- VCC – 5В;
Во второй группе контактов находятся:
- SQ – 1 МГц;
- BAT – вход для литиевой батареи.
Для подключения к плате Ардуино нужны сама плата (в данном случае рассматривается Arduino Uno), модуль часов реального времени RTC DS1307, провода и USB кабель.
Чтобы подключить контроллер к Ардуино, используются 4 пина – VCC, земля, SCL, SDA.. VCC с часов подключается к 5В на Ардуино, земля с часов – к земле с Ардуино, SDA – А4, SCL – А5.
Для начала работы с модулем часов нужно установить библиотеки DS1307RTC, TimeLib и Wire. Можно использовать для работы и RTCLib.
Проверка RTC модуля
При запуске первого кода программа будет считывать данные с модуля раз в секунду. Сначала можно посмотреть, как поведет себя программа, если достать из модуля батарейку и заменить на другую, пока плата Ардуино не присоединена к компьютеру. Нужно подождать несколько секунд и вытащить батарею, в итоге часы перезагрузятся. Затем нужно выбрать пример в меню Examples→RTClib→ds1307. Важно правильно поставить скорость передачи на 57600 bps.
При открытии окна серийного монитора должны появиться следующие строки:
Будет показывать время 0:0:0. Это связано с тем, что в часах пропадает питание, и отсчет времени прекратится. По этой причине нельзя вытаскивать батарею во время работы модуля.
Чтобы провести настройку времени на модуле, нужно в скетче найти строку
RTC.adjust(DateTime(__DATE__, __TIME__));
В этой строке будут находиться данные с компьютера, которые используются ля прошивки модуля часов реального времени. Для корректной работы нужно сначала проверить правильность даты и времени на компьютере, и только потом начинать прошивать модуль часов. После настройки в мониторе отобразятся следующие данные:
Настройка произведена корректно и дополнительно перенастраивать часы реального времени не придется.
Считывание времени. Как только модуль настроен, можно отправлять запросы на получение времени. Для этого используется функция now(), возвращающая объект DateTime, который содержит информацию о времени и дате. Существует ряд библиотек, которые используются для считывания времени. Например, RTC.year() и RTC.hour() – они отдельно получают информацию о годе и часе. При работе с ними может возникнуть проблема: например, запрос на вывод времени будет сделан в 1:19:59. Прежде чем показать время 1:20:00, часы выведут время 1:19:00, то есть, по сути, будет потеряна одна минута. Поэтому эти библиотеки целесообразно использовать в случаях, когда считывание происходит нечасто – раз в несколько дней. Существуют и другие функции для вызова времени, но если нужно уменьшить или избежать погрешностей, лучше использовать now() и из нее уже вытаскивать необходимые показания.
Пример проекта с i2C модулем часов и дисплеем
Проект представляет собой обычные часы, на индикатор будет выведено точное время, а двоеточие между цифрами будет мигать с интервалом раз в одну секунду. Для реализации проекта потребуются плата Arduino Uno, цифровой индикатор, часы реального времени (в данном случае вышеописанный модуль ds1307), шилд для подключения (в данном случае используется Troyka Shield), батарейка для часов и провода.
В проекте используется простой четырехразрядный индикатор на микросхеме TM1637. Устройство обладает двухпроводным интерфейсом и обеспечивает 8 уровней яркости монитора. Используется только для показа времени в формате часы:минуты. Индикатор прост в использовании и легко подключается. Его выгодно применять для проектов, когда не требуется поминутная или почасовая проверка данных. Для получения более полной информации о времени и дате используются жидкокристаллические мониторы.
Модуль часов подключается к контактам SCL/SDA, которые относятся к шине I2C. Также нужно подключить землю и питание. К Ардуино подключается так же, как описан выше: SDA – A4, SCL – A5, земля с модуля к земле с Ардуино, VCC -5V.
Индикатор подключается просто – выводы с него CLK и DIO подключаются к любым цифровым пинам на плате.
Скетч. Для написания кода используется функция setup, которая позволяет инициализировать часы и индикатор, записать время компиляции. Вывод времени на экран будет выполнен с помощью loop.
#include
После этого скетч нужно загрузить и на мониторе будет показано время.
Программу можно немного модернизировать. При отключении питания выше написанный скетч приведет к тому, что после включения на дисплее будет указано время, которое было установлено при компиляции. В функции setup каждый раз будет рассчитываться время, которое прошло с 00:00:00 до начала компиляции. Этот хэш будет сравниваться с тем, что хранятся в EEPROM, которые сохраняются при отключении питания.
Для записи и чтения времени в энергонезависимую память или из нее нужно добавить функции EEPROMWriteInt и EEPROMReadInt. Они нужны для проверки совпадения/несовпадения хэша с хэшем, записанным в EEPROM.
Можно усовершенствовать проект. Если использовать жидкокристаллический монитор, можно сделать проект, который будет отображать дату и время на экране. Подключение всех элементов показано на рисунке.
В результате в коде нужно будет указать новую библиотеку (для жидкокристаллических экранов это LiquidCrystal), и добавить в функцию loop() строки для получения даты.
Алгоритм работы следующий:
- Подключение всех компонентов;
- Проверка – на экране монитора должны меняться ежесекундно время и дата. Если на экране указано неправильное время, нужно добавить в скетч функцию RTC.write (tmElements_t tm). Проблемы с неправильно указанным временем связаны с тем, что модуль часов сбрасывает дату и время на 00:00:00 01/01/2000 при выключении.
- Функция write позволяет получить дату и время с компьютера, после чего на экране будут указаны верные параметры.
Заключение
Модули часов используются во многих проектах. Они нужны для систем регистрации данных, при создании таймеров и управляющих устройств, которые работают по заданному расписанию, в бытовых приборах. С помощью широко распространенных и дешевых модулей вы можете создать такие проекты как будильник или регистратор данных с сенсоров, записывая информацию на SD-карту или показывая время на экране дисплея. В этой статье мы рассмотрели типичные сценарии использования и варианты подключения наиболее популярных видов модулей.
Добрый день, сегодня я поделюсь инструкцией по изготовлению часов с комнатным термометром(Часы на ардуино своими руками ). Часы работают на Arduino UNO, для отображения времени и температуры служит графический экран WG12864B. В качестве датчика температуры - ds18b20. В отличие от большинства других часов я не буду использовать RTS (Real Time Clock), а попробую обойтись без этого дополнительного модуля.
Схемы на ардуино отличаются своей простотой, и может начать изучать ардуино-каждый. О том как подключать библиотеки и прошивать ардуино можно почитать в нашей статье .
Приступим.
Для создания данных часов нам понадобится:
Arduino UNO (Или любая другая Arduino совместимая плата)
- Графический экран WG12864B
- Датчик температуры ds18b20
- Резистор 4.7 Ком 0.25 Вт
- Резистор 100 ом 0.25 Вт
- Батарейный отсек для 4 батареек типа АА «пальчиковых»
- Подходящая коробка
- Мелкий напильник
- Лак для ногтей (черный или под цвет корпуса)
- Немного тонкого пластика или картона
- Изолента
- Соединительные провода
- Монтажная плата
- Кнопки
- Паяльник
- Припой, канифоль
- Двусторонний скотч
Подготовка графического экрана.
С подключение экрана, на первый взгляд, возникает много проблем и сложностей. Но если вначале разобраться с их видами, станет намного легче и понятнее. Существует много разновидностей и типов экранов на контролере ks0107/ks0108. Все экраны принято делить на 4 типа:
Вариант A: HDM64GS12L-4, Crystalfontz CFAG12864B, Sparkfun LCD-00710CM, NKC Electronics LCD-0022, WinStar WG12864B-TML-T
Вариант B: HDM64GS12L-5, Lumex LCM-S12864GSF, Futurlec BLUE128X64LCD, AZ Displays AGM1264F, Displaytech 64128A BC, Adafruit GLCD, DataVision DG12864-88, Topway LM12864LDW, Digitron SG12864J4, QY-12864F, TM12864L-2, 12864J-1
Вариант C: Shenzhen Jinghua Displays Co Ltd. JM12864
Вариант D: Wintek- Cascades WD-G1906G, Wintek - GEN/WD-G1906G/KS0108B, Wintek/WD-G1906G/S6B0108A, TECDIS/Y19061/HD61202, Varitronix/MGLS19264/HD61202
Список не полный, их очень много. Самый распространённый и, на мой взгляд, удобный WG12864B3 V2.0. Дисплей можно подключить к Arduino по последовательному или параллельному порту. При использовании с Arduino UNO лучше выбрать подключение по последовательному порту – тогда нам потребуется всего 3 выхода микроконтроллера, вместо минимум 13 линий при подключении по параллельному порту. Подключается все довольно просто. Есть еще один нюанс, в продаже можно встретить два варианта дисплеев, со встроенным потенциометром (для регулировки контраста) и без него. Я выбрал, и советую тоже сделать вам, со встроенным.
Это уменьшает количество деталей и время пайки. Также стоит поставить токоограничительный резистор номиналом 100 Ом для подсветки. Подключая напрямую 5 вольт, существует риск сжечь подсветку.
WG12864B – Arduino UNO
1 (GND) - GND
2 (VCC) - +5V
4 (RS) – 10
5 (R/W) – 11
6 (E) – 13
15 (PSB) – GND
19 (BLA) – через резистор - +5V
20 (BLK) – GND
Удобнее всего это все собрать сзади экрана и вывести от него 5 проводов подключения к Arduino UNO. В итоге должно получится примерно так:
Для тех кто все-таки выберет параллельное подключение приведу таблицу подключения.
И схема для экранов варианта B:
На одну линию связи может быть включено несколько датчиков. Для наших часов достаточно одного. Подключаем провод от контакта «DQ» ds18b20 к «pin 5» Arduino UNO.
Подготовка платы с кнопками.
Для установки времени и даты на часах будем использовать три кнопки. Для удобства спаиваем три кнопки на монтажной плате и выводим провода.
Подключаем следующим образом: общий для всех трех кнопок провод подключаем к «GND» Arduino. Первую кнопку, она служит для входа в режим установки времени и переключения по времени и дате, подключаем к «Pin 2». Вторая, кнопка увеличения значения, - к «Pin 3», а третья, кнопка уменьшения значения, - к «Pin 4».
Сборка всего воедино.
Чтобы избежать короткого замыкания, следует заизолировать экран. По кругу обматываем изолентой, а на заднюю часть крепим на двусторонний скотч, вырезанную по размеру, планку из изолирующего материала. Подойдет плотный картон или тонкий пластик. Я воспользовался пластиком от планшета для бумаги. Получилось следующее:
Спереди экрана по краю клеим двусторонний скотч на вспененной основе, желательно черный.
Подключаем экран к Arduino:
Плюс от батарейного отсека подключаем к «VIN» Arduino, минус к «GND». Размещаем его сзади Arduino. Перед установкой в корпус, не забудьте подключить датчик температуры и плату с кнопками.
Подготовка и заливка скетча.
Для датчика температуры нужна библиотека OneWire.
Вывод на экран осуществляется через библиотеку U8glib:
Для редактирования и заливки скетча надо установите эти две библиотеки. Сделать это можно двумя способами. Просто распаковать эти архивы и поместить распакованные файлы в папку «libraries», находящуюся в папке с установленной Arduino IDE. Или второй вариант установить библиотеки прямо в среде программирования. Не распаковывая скачанные архивы, в среде Arduino IDE выберите меню Скетч – Подключить библиотеку. В самом верху выпадающего списка выберите пункт «Добавить.Zip библиотеку». В появившемся диалоговом окне выберете библиотеку, которую вы хотите добавить. Снова откройте меню Скетч – Подключить библиотеку. В самом низу выпадающего списка вы должны увидеть новую библиотеку. Теперь библиотеку можно использовать в программах. Не забудьте после всего этого перезагрузить Arduino IDE.
Датчик температуры работает по протоколу One Wire и имеет уникальный адрес для каждого устройства - 64-разрядный код. Каждый раз искать этот код нецелесообразно. Поэтому необходимо вначале подключить датчик к Arduino, залить в нее скетч находящийся в меню Файл – Примеры – Dallas Temperature – OneWireSearch. Далее запускаем Инструменты - Монитор порта. Arduino должна найти наш датчик, написать его адрес и текущие показания температуры. Копируем или просто записываем адрес нашего датчика. Открываем скетч Arduino_WG12864B_Term, ищем строку:
Byte addr={0x28, 0xFF, 0xDD, 0x14, 0xB4, 0x16, 0x5, 0x97};//адрес моего датчика
Записываем адрес вашего датчика между фигурными скобками, заменяя адрес моего датчика.
Стока:
//u8g.setPrintPos(44, 64); u8g.print(sek); // Выводим секунды для контроля правильности хода
Служит для вывода секунд рядом с надписью «Data». Это необходимо для точной установки хода времени.
Если часы спешат или отстаю следует поменять значение в строке:
If (micros() - prevmicros >494000) { // поменять на другое для корректировки было 500000
Я опытным путем определил число, при котором часы идут достаточно точно. Если ваши часы спешат следует увеличить это число, если отстаю – уменьшить. Для определения точности хода и нужен вывод секунд. После точной калибровки числа, секунды можно закомментировать и таким образом убрать с экрана.
